Transcript Document 7628540

‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫סמסטר חורף תשס"ב‬
‫פרק שני‪ :‬מגברים חד‪-‬דרגתיים ורב‪-‬דרגתיים‬
‫(‪)2‬‬
‫מרצים‪ :‬אופיר דגני ואמיר קרניאל‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪1‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגברים (‪ - )2‬תוכן השיעור‬
‫• מגברים המבוססים על טרנזיסטור ביפולרי‬
‫בודד‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מגבר )‪Common Emitter (CE‬‬
‫מגבר ‪Common Collector (CC) – Emitter Follower‬‬
‫מגבר )‪Common Base (CB‬‬
‫מגבר ‪ CE‬עם נגד באמיטר‬
‫• מגברים רב דרגתיים‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מדוע צריך מגברים רבי דרגות?‬
‫מגבר מתח ע"י דרגות ‪ CS‬ו‪CD -‬‬
‫מגבר קסקדה להגבר מתח גבוה‬
‫מגבר ‪Cascode‬‬
‫מגבר ‪Folded-Cascode‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪2‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬ניתוח‬
‫‪DC‬‬
‫• דרגה מקבילה לדרגת ‪Common Source‬‬
‫• מטרת נגדים ‪ R1‬ו‪:R2 -‬‬
‫• קביעת נקודת העבודה של‬
‫המעגל‬
‫• בניגוד ל‪ CS-‬זרם הבסיס איננו‬
‫‪0‬‬
‫‪ ‬לניתוח ‪ DC‬נשתמש בשקול‬
‫תבנין‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪3‬‬
‫‪VCC‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪R2‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬ניתוח‬
‫‪DC‬‬
‫• דרגה מקבילה לדרגת ‪Common Source‬‬
‫• מטרת נגדים ‪ R1‬ו‪:R2 -‬‬
‫• קביעת נקודת העבודה של‬
‫המעגל‬
‫• בניגוד ל‪ CS-‬זרם הבסיס איננו‬
‫‪0‬‬
‫נשתמש‪R BB‬‬
‫‪ ‬לניתוח ‪ R1 R 2DC‬‬
‫בשקול‬
‫תבנין‬
‫‪VCCR 2‬‬
‫‪VBB ‬‬
‫‪R1  R 2‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪4‬‬
‫‪VCC‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VBB‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬ניתוח‬
‫‪DC‬‬
‫• עבור ‪ VBB‬נמוך ‪ ‬הטרנזיסטור‬
‫בקטעון ו‪VOUT=VCC-‬‬
‫‪VCC‬‬
‫• בתחום הפעיל מתקיימים הקשרים‬
‫הבאים‪:‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪VBB  I B R BB  VBE  0‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪‬‬
‫‪IE‬‬
‫‪k BT  I E ‬‬
‫‪  0‬‬
‫‪VBB ‬‬
‫‪R BB ‬‬
‫‪ln ‬‬
‫‪1   F ‬‬
‫‪q‬‬
‫‪ I ES ‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪5‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VBB‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬ניתוח‬
‫‪DC‬‬
‫• עבור ‪ VBB‬נמוך ‪ ‬הטרנזיסטור‬
‫בקטעון ו‪VOUT=VCC-‬‬
‫‪VCC‬‬
‫• בתחום הפעיל מתקיימים הקשרים‬
‫הבאים‪:‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪IE‬‬
‫‪VBB ‬‬
‫‪R BB  VBEon  0‬‬
‫‪1  F ‬‬
‫‪‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪VBB  VBEon‬‬
‫‪1  F ‬‬
‫‪IE ‬‬
‫‪R BB‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪6‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VBB‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬ניתוח‬
‫‪DC‬‬
‫• עבור ‪ VBB‬נמוך ‪ ‬הטרנזיסטור‬
‫בקטעון ו‪VOUT=VCC-‬‬
‫‪VCC‬‬
‫• בתחום הפעיל מתקיימים הקשרים‬
‫הבאים‪:‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪VOUT  VCC  I C R C  VCC   F I E R C‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪VBB‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪7‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬ניתוח‬
‫‪DC‬‬
‫• עבור ‪ VBB‬גבוה ‪ ‬הטרנזיסטור‬
‫ברוויה ו‪VOUT~VCEsat -‬‬
‫‪VCC‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪VBB‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪8‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬אות קטן‬
‫‪VCC‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪VBB‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪9‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬אות קטן‬
‫‪RC‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪10‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬אות קטן‬
‫‪RC‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪11‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬אות קטן‬
‫‪C‬‬
‫‪B‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪RC‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪12‬‬
‫‪E‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬אות קטן‬
‫• המעגל זהה ל‪ CS -‬עם הבדל בודד של‬
‫‪rp‬‬
‫‪C‬‬
‫‪RL‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪gmvBE‬‬
‫‪B‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪rp‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪RS‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪vS‬‬
‫‪E‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪13‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫ – אות קטן‬Common Emitter ‫דרגת‬
‫• הגבר המתח של המעגל‬
 R BB rp 
v OUT

AV 
 g m ro R L R C 

vS
R
r

R
BB
p
S


C
B
RS
vS
VIN
gmvBE
rO
RL
RBB
VOUT
rp
RC
E
‫אביב תשס"ב‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
14 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬Common Emitter ‫דרגת‬
‫• הגבר המתח של המעגל‬
I C VA
VA
A V  g mro  

 5000
VT I C
VT
R BB rp  R S
R C , R L  rO
C
B
RS
vS
VIN
gmvBE
rO
RL
RBB
VOUT
rp
RC
E
‫אביב תשס"ב‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
15 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫דרגת ‪ – Common Emitter‬אות קטן‬
‫• התנגדות כניסה ומוצא‬
‫‪R OUT  rO R C‬‬
‫‪R IN  R BB rp‬‬
‫‪C‬‬
‫‪RL‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪gmvBE‬‬
‫‪B‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪rp‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪RS‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪vS‬‬
‫‪E‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪16‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגברים (‪ - )2‬תוכן השיעור‬
‫• מגברים המבוססים על טרנזיסטור ביפולרי‬
‫בודד‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מגבר )‪Common Emitter (CE‬‬
‫מגבר ‪Common Collector (CC) – Emitter Follower‬‬
‫מגבר )‪Common Base (CB‬‬
‫מגבר ‪ CE‬עם נגד באמיטר‬
‫• מגברים רב דרגתיים‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מדוע צריך מגברים רבי דרגות?‬
‫מגבר מתח ע"י דרגות ‪ CS‬ו‪CD -‬‬
‫מגבר קסקדה להגבר מתח גבוה‬
‫מגבר ‪Cascode‬‬
‫מגבר ‪Folded-Cascode‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪17‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• דרגה מקבילה לדרגת ‪Common Drain‬‬
‫• מנקודת מבט של אות גדול‬
‫• מתח המוצא שווה למתח‬
‫הכניסה פחות מתח צומת‬
‫בסיס אמיטר‬
‫• מתח צומת בסיס‪-‬אמיטר קבוע‬
‫בקרוב כי הוא תלוי לוגרתמית‬
‫‪VOUT‬‬
‫בשינוי הזרם‬
‫‪ ‬מתח האמיטר עוקב אחרי‬
‫מתח הכניסה‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪18‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VCC‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪VDC‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪RE‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• סכמת תמורה לאות קטן‬
‫‪VCC‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪VDC‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪19‬‬
‫‪RE‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• סכמת תמורה לאות קטן‬
‫‪CO‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪20‬‬
‫‪RE‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• סכמת תמורה לאות קטן‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪21‬‬
‫‪RE‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• סכמת תמורה לאות קטן‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪gmvBE‬‬
‫‪rp‬‬
‫‪E‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪22‬‬
‫‪RE‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• סכמת תמורה לאות קטן‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪gmvBE‬‬
‫‪RS‬‬
‫‪rp‬‬
‫‪E‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪23‬‬
‫‪RE‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• סכמת תמורה לאות קטן‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫‪iB‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪iB‬‬
‫‪RS‬‬
‫‪rp‬‬
‫‪E‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪24‬‬
‫‪RE‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• סכמת תמורה לאות קטן‬
‫‪RS +rp‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪iB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪iB‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪25‬‬
‫‪RE‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
Common Collector ‫דרגת‬
v IN  v OUT
v OUT v OUT
1    

0
R S  rp
RE
rO
RS +rp
rO
iB
VIN
‫אביב תשס"ב‬
RE
VOUT
iB
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
26 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
Common Collector ‫דרגת‬
v OUT
AV 

v IN 1 
1
R S  rp
  1R E rO 
RS +rp
rO
iB
VIN
‫אביב תשס"ב‬
RE
VOUT
iB
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
27 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
Common Collector ‫דרגת‬
AV 
1
1

~1
rp
1
1
1
gmR E
R E
rp  R S ,
  1, rO  R E
RS +rp
rO
iB
VIN
‫אביב תשס"ב‬
RE
VOUT
iB
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
28 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
Common Collector ‫דרגת‬
‫• התנגדות כניסה‬
v T  v OUT
v OUT
1    
0
rp
rO R E
v T  v OUT
iT 
rp
rp
rO
iT=iB
VT
‫אביב תשס"ב‬
RE
VOUT
iB
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
29 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• התנגדות כניסה‬
‫‪vT‬‬
‫‪‬‬
‫‪ rp  1   R E rO ‬‬
‫‪iT‬‬
‫‪rp‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪iT=iB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪iB‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪30‬‬
‫‪RE‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VT‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪R IN‬‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• התנגדות מוצא‬
‫‪vT‬‬
‫‪vT‬‬
‫‪1    ‬‬
‫‪iT ‬‬
‫‪rp  R S‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪rp+RS‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪iB‬‬
‫‪VT‬‬
‫‪iB‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪31‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
Common Collector ‫דרגת‬
‫• התנגדות מוצא‬
R OUT
RS
v T  rp  R S 
1
 rO 

 

iT   1 
gm   1
rp+RS
rO
iB
VT
iB
‫אביב תשס"ב‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
32 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫דרגת ‪Common Collector‬‬
‫• מסקנות‪:‬‬
‫– הגבר בקרוב יחידה‬
‫– התנגדות כניסה גבוהה‬
‫– התנגדות מוצא נמוכה‬
‫‪ ‬משמש בעיקר כחוצץ‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪33‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגברים (‪ - )2‬תוכן השיעור‬
‫• מגברים המבוססים על טרנזיסטור ביפולרי‬
‫בודד‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מגבר )‪Common Emitter (CE‬‬
‫מגבר ‪Common Collector (CC) – Emitter Follower‬‬
‫מגבר )‪Common Base (CB‬‬
‫מגבר ‪ CE‬עם נגד באמיטר‬
‫• מגברים רב דרגתיים‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מדוע צריך מגברים רבי דרגות?‬
‫מגבר מתח ע"י דרגות ‪ CS‬ו‪CD -‬‬
‫מגבר קסקדה להגבר מתח גבוה‬
‫מגבר ‪Cascode‬‬
‫מגבר ‪Folded-Cascode‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪34‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪Common Base‬‬
‫• דרגה מקבילה ל‪Common Gate -‬‬
‫• נוח להשתמש בסכמת תמורה ‪T‬‬
‫‪VCC‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪B‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪35‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Base‬אות קטן‬
‫• דרגה מקבילה ל‪Common Gate -‬‬
‫• נוח להשתמש בסכמת תמורה ‪T‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪B‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪36‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Base‬אות קטן‬
‫• דרגה מקבילה ל‪Common Gate -‬‬
‫• נוח להשתמש בסכמת תמורה ‪T‬‬
‫‪C‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪E‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪B‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪37‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Base‬אות קטן‬
‫• דרגה מקבילה ל‪Common Gate -‬‬
‫• נוח להשתמש בסכמת תמורה ‪T‬‬
‫‪C‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪gmvBE‬‬
‫‪rE‬‬
‫‪E‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪B‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪38‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Base‬אות קטן‬
‫• דרגה מקבילה ל‪Common Gate -‬‬
‫• נוח להשתמש בסכמת תמורה ‪T‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪rE‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪gmvBE‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪B‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪39‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Base‬אות קטן‬
‫• דרגה מקבילה ל‪Common Gate -‬‬
‫• נוח להשתמש בסכמת תמורה ‪T‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪rE‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪gmvEB‬‬
‫‪RS‬‬
‫‪VEB‬‬
‫‪vS‬‬
‫‪B‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪40‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫ – אות קטן‬Common Base ‫דרגת‬
‫• הגבר מתח‬
 rE 
v OUT
  g m R C
AV 
 g m R C 
vS
 rE  R S 
R S  rE
E
RS
vS
VEB
C
rE
gmvEB
RC
VOUT
B
‫אביב תשס"ב‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
41 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫דרגת ‪ – Common Base‬אות קטן‬
‫• הגבר זרם‬
‫‪i OUT‬‬
‫‪AI ‬‬
‫‪ g m rE   F  1‬‬
‫‪iS‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪rE‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪gmvEB‬‬
‫‪RS‬‬
‫‪VEB‬‬
‫‪vS‬‬
‫‪B‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪42‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Base‬אות קטן‬
‫• התנגדויות כניסה ויציאה‬
‫‪R in  rE‬‬
‫‪R out  R C‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪rE‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪gmvEB‬‬
‫‪RS‬‬
‫‪VEB‬‬
‫‪vS‬‬
‫‪B‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪43‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Base‬אות קטן‬
‫• נבדוק את השפעת התנגדות הבסיס ‪rbb‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪rE‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪gmvEB‬‬
‫‪RS‬‬
‫‪VEB‬‬
‫‪vS‬‬
‫‪B‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪44‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ – Common Base‬אות קטן‬
‫• נבדוק את השפעת התנגדות הבסיס ‪rbb‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪RS‬‬
‫‪rE‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪gmvE‬‬
‫‪B‬‬
‫‪rbb‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪45‬‬
‫‪VE‬‬
‫‪VB‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪vS‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫ – אות קטן‬Common Base ‫דרגת‬
vE vB

 gm vE  0
rE rbb
vS  iSRS  vE  vB
E
C
RS
rE
VE
vS
‫אביב תשס"ב‬
gmvE
VB
RC
VOUT
B
rbb
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
46 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬Common Base ‫דרגת‬
1

rbb
v B  rbb   g m  v E 
vE
rp
 rE

v
vS  E RS  vE  vB
rE
E
C
RS
rE
VE
vS
‫אביב תשס"ב‬
gmvE
VB
RC
VOUT
B
rbb
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
47 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬Common Base ‫דרגת‬
 RS
rbb 

 v E
vS  
1
rp 
 rE
v OUT  g m R C v E 
gmRC
 RS
rbb 


1
rp 
 rE
E
C
RS
rE
VE
vS
‫אביב תשס"ב‬
vS
gmvE
VB
RC
VOUT
B
rbb
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
48 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬Common Base ‫דרגת‬
AV 
gmRC
 RS
rbb 


1
rp 
 rE
R S  rE

gmRC
 rbb 
1 

rp 

E
C
RS
rE
VE
vS
‫אביב תשס"ב‬
gmvE
VB
RC
VOUT
B
rbb
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
49 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫דרגת ‪Common Base‬‬
‫• מסקנות‬
‫– התנגדות יציאה גבוהה‬
‫– הגבר זרם בקרוב יחידה‬
‫‪‬שמוש בתור חוצץ זרם או מקור זרם "אידאלי"‬
‫• השפעת ‪ rbb‬איננה זניחה לדוגמא‪:‬‬
‫• ]‪rp=100[W]  IC=26[mA] ,=100 ,rbb=100[W‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪50‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגברים (‪ - )2‬תוכן השיעור‬
‫• מגברים המבוססים על טרנזיסטור ביפולרי‬
‫בודד‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מגבר )‪Common Emitter (CE‬‬
‫מגבר ‪Common Collector (CC) – Emitter Follower‬‬
‫מגבר )‪Common Base (CB‬‬
‫מגבר ‪ CE‬עם נגד באמיטר‬
‫• מגברים רב דרגתיים‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מדוע צריך מגברים רבי דרגות?‬
‫מגבר מתח ע"י דרגות ‪ CS‬ו‪CD -‬‬
‫מגבר קסקדה להגבר מתח גבוה‬
‫מגבר ‪Cascode‬‬
‫מגבר ‪Folded-Cascode‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪51‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ CE‬עם נגד ‪ – RE‬ניתוח ‪DC‬‬
‫• ניזכר בדרגת ‪ CE‬רגילה‬
‫• מטרת תוספת נגד ‪ RE‬באמיטר‬
‫היא לייצוב המעגל בעזרת משוב‬
‫(נחזור לדבר על כך בעתיד)‬
‫‪VCC‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪CO‬‬
‫• נרצה לבחון את השפעת הנגד ‪RE‬‬
‫‪R BB  R1 R 2‬‬
‫‪VCCR 2‬‬
‫‪VBB ‬‬
‫‪R1  R 2‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪52‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VBB‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ CE‬עם נגד ‪ – RE‬ניתוח ‪DC‬‬
‫• ניזכר בדרגת ‪ CE‬רגילה‬
‫• מטרת תוספת נגד ‪ RE‬באמיטר‬
‫היא לייצוב המעגל בעזרת משוב‬
‫(נחזור לדבר על כך בעתיד)‬
‫‪VCC‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪CO‬‬
‫• נרצה לבחון את השפעת הנגד ‪RE‬‬
‫‪R BB  R1 R 2‬‬
‫‪VCCR 2‬‬
‫‪VBB ‬‬
‫‪R1  R 2‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪53‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪RE‬‬
‫‪VBB‬‬
‫אביב תשס"ב‬
DC ‫ – ניתוח‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬
‫• נניח לצורך הניתוח כי‬
‫הטרנזיסטור בתחום הפעיל‬
VCC
KVL :
RC
VBB  I B R BB  VBE  I E R E  0
CO
IE
 VBB 
R BB  VBEon  I E R E  0
1  F
CI
RBB
VOUT
VBB
RE
‫אביב תשס"ב‬
VBB  VBEon
 IE 
R BB
 RE
1  F
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
54 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫דרגת ‪ CE‬עם נגד ‪ – RE‬ניתוח ‪DC‬‬
‫• נניח לצורך הניתוח כי‬
‫הטרנזיסטור בתחום הפעיל‬
‫‪VCC‬‬
‫‪RC‬‬
‫‪VOUT  VCC  I C R C  I E R E‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪ VCC  I E  F R C  R E ‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪RBB‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪RE‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪55‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪VBB‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫ – אות קטן‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬
ie  ib  io
io  ib 
‫• נחשב הגבר מתח‬
v out  v E
i R i R
 ib  o C e E
ro
ro
B
RS
vS
VIN
C
ib
rO
RBB ib
RC
VOUT
rp
E
RE
‫אביב תשס"ב‬
io
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
ie
56 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬
R

  E
ro

io 

RE  RC
1


ro



i
b


‫• נחשב הגבר מתח‬
C
B
RS
vS
VIN
ib
rO
RBB ib
RC
VOUT
rp
E
RE
‫אביב תשס"ב‬
io
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
ie
57 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬
R

 E

ro
v BB  i b rp  i e R E  i b  rp  R E  R E 

RE  RC
1


ro

B
RS
vS
VIN






‫• נחשב הגבר מתח‬
C
ib
rO
RBB ib
RC
VOUT
rp
E
RE
‫אביב תשס"ב‬
io
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
ie
58 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬
VS  v BB  i S R S
‫• נחשב הגבר מתח‬
v
i S  i b  BB
R BB
v OUT  i o R C
C
B
RS
vS
VIN
ib
rO
RBB ib
RC
VOUT
rp
E
RE
‫אביב תשס"ב‬
io
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
ie
59 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬
‫• נחשב הגבר מתח‬
RE
ro
 RC
RE  RC
1
ro
AV  
R


 E 

ro
r  R  R 
1  R S   R
E
E
S
R E  R C  R BB 
 p
1


ro



‫אביב תשס"ב‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
60 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫דרגת ‪ CE‬עם נגד ‪ – RE‬אות קטן‬
‫• נחשב הגבר מתח‬
‫‪A V  g mro‬‬
‫‪RS  0‬‬
‫‪R E  rO  R C‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪61‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫ – אות קטן‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬

RE





ro


Vt  i b rp  R E 1 


RE  RC
1



ro








B
‫• נחשב התנגדות כניסה‬
C
ib
rO
RBB ib
vt
VIN
RC
VOUT
rp
E
RI
‫אביב תשס"ב‬
io
RE
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
ie
62 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬

RE





Vt 
ro

RI 
 rp  R E 1 

RE  RC
ib 
1



ro








B
‫• נחשב התנגדות כניסה‬
C
ib
rO
RBB ib
vt
VIN
RC
VOUT
rp
E
RI
‫אביב תשס"ב‬
io
RE
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
ie
63 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬
R IN  R I R BB  R BB

R

 E


ro
 r  R 1 
E
 p

RE  RC
1



ro


B


‫כניסה‬



 C
ib
rO
RBB ib
vt
VIN
io
RC
VOUT
rp
E
RI
‫אביב תשס"ב‬
‫• נחשב התנגדות‬
RE
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
ie
64 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬
R IN  R BB rp  R E 1     R BB rp 1  g m R E 
R C , R E  ro
‫• נחשב התנגדות כניסה‬
  1
C
B
ib
rO
RBB ib
vt
VIN
RC
VOUT
rp
E
RI
‫אביב תשס"ב‬
io
RE
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
ie
65 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות קטן‬RE ‫ עם נגד‬CE ‫דרגת‬
i e R E  i b rp  R BB R S 
‫• נחשב התנגדות מוצא‬
ie  it  ib
C
Vt  i t   i b ro  i b rp  R BB R S 
B
RBB||RS
ib
rO
ib
rp
E
RE
‫אביב תשס"ב‬
it
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
vt
ie
66 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫דרגת ‪ CE‬עם נגד ‪ – RE‬אות קטן‬
‫• נחשב התנגדות מוצא‬
‫‪‬‬
‫‪ ro  rp  R BB R S R E‬‬
‫‪Vt‬‬
‫‪‬‬
‫‪ ro ‬‬
‫‪it‬‬
‫‪rp  R BB R S  R E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪it‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪ib‬‬
‫‪B‬‬
‫‪ib‬‬
‫‪rp‬‬
‫‪vt‬‬
‫‪ie‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪67‬‬
‫‪RBB||RS‬‬
‫‪E‬‬
‫‪RE‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪R OUT‬‬
‫דרגת ‪ CE‬עם נגד ‪ – RE‬אות קטן‬
‫‪R OUT  ro 1  g m rp R E ‬‬
‫• נחשב התנגדות מוצא‬
‫‪R BB R S  rp‬‬
‫‪  1‬‬
‫‪C‬‬
‫‪it‬‬
‫‪rO‬‬
‫‪ib‬‬
‫‪B‬‬
‫‪ib‬‬
‫‪rp‬‬
‫‪vt‬‬
‫‪ie‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪68‬‬
‫‪RBB||RS‬‬
‫‪E‬‬
‫‪RE‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫דרגת ‪ CE‬עם נגד ‪RE‬‬
‫• מסקנות‬
‫– התנגדות יציאה גבוהה יותר‬
‫– התנגדות כניסה גבוהה יותר‬
‫– הגבר מתח קטן מ‪ CE-‬ללא נגד אמיטר‬
‫‪ ‬מגבר טרנס‪-‬אדמיטנס טוב יותר‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪69‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגברים (‪ - )2‬תוכן השיעור‬
‫• מגברים המבוססים על טרנזיסטור ביפולרי‬
‫בודד‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מגבר )‪Common Emitter (CE‬‬
‫מגבר ‪Common Collector (CC) – Emitter Follower‬‬
‫מגבר )‪Common Base (CB‬‬
‫מגבר ‪ CE‬עם נגד באמיטר‬
‫• מגברים רב דרגתיים‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מדוע צריך מגברים רבי דרגות?‬
‫מגבר מתח ע"י דרגות ‪ CS‬ו‪CD -‬‬
‫מגבר קסקדה להגבר מתח גבוה‬
‫מגבר ‪Cascode‬‬
‫מגבר ‪Folded-Cascode‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪70‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגברים רבי דרגות – מדוע??‬
‫• פשרה במגברים חד‪-‬דרגתיים‪:‬‬
‫– התנגדות מוצא לעומת הגבר‬
‫• מיגבלות בהגברים גבוהים מאוד )‪(>1000‬‬
‫• מיגבלות פונקציונליות‬
‫– הפרש וחיבור של סיגנלים‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪71‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגברים (‪ - )2‬תוכן השיעור‬
‫• מגברים המבוססים על טרנזיסטור ביפולרי‬
‫בודד‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מגבר )‪Common Emitter (CE‬‬
‫מגבר ‪Common Collector (CC) – Emitter Follower‬‬
‫מגבר )‪Common Base (CB‬‬
‫מגבר ‪ CE‬עם נגד באמיטר‬
‫• מגברים רב דרגתיים‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מדוע צריך מגברים רבי דרגות?‬
‫מגבר מתח ע"י דרגות ‪ CS‬ו‪CD -‬‬
‫מגבר קסקדה להגבר מתח גבוה‬
‫מגבר ‪Cascode‬‬
‫מגבר ‪Folded-Cascode‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪72‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגבר מתח ע"י ‪CS+SF‬‬
‫•‬
‫תכונות מגבר ‪:Common-Source‬‬
‫– הגבר גבוה ‪AV=-gmrO~50‬‬
‫– התנגדות מוצא גבוהה ]‪ROUT=rO~1[MW‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪73‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪R2‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫מגבר מתח ע"י ‪CS+SF‬‬
‫• הקטנת ‪ ROUT‬נדרשת עבור מגבר מתח‬
‫‪ ‬הקטנת ההגבר ‪AV‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪74‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪R2‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫מגבר מתח ע"י ‪CS+SF‬‬
‫•‬
‫תכונות דרגת ‪:Source-Follower‬‬
‫– הגבר בקרוב יחידה ‪AV1‬‬
‫– התנגדות מוצא נמוכה ]‪ROUT=1/(gm+gmb)~1[KW‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪R11‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪RS VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪75‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪R22‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪R2‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫מגבר מתח ע"י ‪CS+SF‬‬
‫• פתרון!! מגבר מתח רב‪-‬דרגתי ע"י חיבור עוקב‬
‫‪VDD‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪R11‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪RS VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪76‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪R22‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪R2‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫מגבר מתח ע"י ‪CS+SF‬‬
‫• פתרון!! מגבר מתח רב‪-‬דרגתי ע"י חיבור עוקב‬
‫– הגבר כולל גבוה‪AV=-gmrO~50 :‬‬
‫– התנגדות מוצא נמוכה ]‪ROUT=1/(gm+gmb)~1[KW‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪R11‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪RS VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪77‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪R22‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪R2‬‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגברים (‪ - )2‬תוכן השיעור‬
‫• מגברים המבוססים על טרנזיסטור ביפולרי‬
‫בודד‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מגבר )‪Common Emitter (CE‬‬
‫מגבר ‪Common Collector (CC) – Emitter Follower‬‬
‫מגבר )‪Common Base (CB‬‬
‫מגבר ‪ CE‬עם נגד באמיטר‬
‫• מגברים רב דרגתיים‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מדוע צריך מגברים רבי דרגות?‬
‫מגבר מתח ע"י דרגות ‪ CS‬ו‪CD -‬‬
‫מגבר קסקדה להגבר מתח גבוה‬
‫מגבר ‪Cascode‬‬
‫מגבר ‪Folded-Cascode‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪78‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגבר מתח רב‪-‬דרגתי להגבר גבוה‬
‫•‬
‫נדרש מגבר מתח בעל הגבר גבוה‬
‫•‬
‫תכונות מגבר ‪:CS+SF‬‬
‫– הגבר מוגבל ‪AV=-gmrO<50‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪R11‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪RS VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪79‬‬
‫‪CI‬‬
‫‪R22‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪R2‬‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגבר מתח רב‪-‬דרגתי להגבר גבוה‬
‫• פתרון!! חיבור מגברי מתח ‪ CS+SF‬בשרשרת‬
‫– הגבר כולל גבוה‪AV~104-106 :‬‬
‫– התנגדות מוצא נמוכה ]‪ROUT=1/(gm+gmb)~1[KW‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪R11‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪C‬‬
‫‪CO‬‬
‫‪R11‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪R1‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪RS VOUT‬‬
‫‪R22‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪80‬‬
‫‪RS R2‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪CI‬‬
‫‪R22‬‬
‫‪R2‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫‪VIN‬‬
‫מגברים (‪ - )2‬תוכן השיעור‬
‫• מגברים המבוססים על טרנזיסטור ביפולרי‬
‫בודד‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מגבר )‪Common Emitter (CE‬‬
‫מגבר ‪Common Collector (CC) – Emitter Follower‬‬
‫מגבר )‪Common Base (CB‬‬
‫מגבר ‪ CE‬עם נגד באמיטר‬
‫• מגברים רב דרגתיים‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מדוע צריך מגברים רבי דרגות?‬
‫מגבר מתח ע"י דרגות ‪ CS‬ו‪CD -‬‬
‫מגבר קסקדה להגבר מתח גבוה‬
‫מגבר ‪Cascode‬‬
‫מגבר ‪Folded-Cascode‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪81‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגבר ‪Cascode‬‬
‫• חיבור בקסקדה של מגבר )‪ CS (M1‬ומגבר‬
‫)‪CG(M2‬‬
‫• תכונות חשובות‪:‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪RD‬‬
‫• הגבר גבוה )‪(AV~104-106‬‬
‫• התנגדות מוצא גבוהה )]‪(ROUT~1[GW‬‬
‫‪M2‬‬
‫‪VB‬‬
‫‪X‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪M1‬‬
‫• תחום דינמי מוקטן‬
‫‪VIN‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪82‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
Cascode ‫מגבר‬
:‫ ברוויה‬M1, M2 -‫• בכדי ש‬
VDD
RD
VX  VIN  VT1
VX  VB  VGS2
M2
VB
VOUT  VB  VT2
VB  VIN  VGS2  VT1
X
M1
VOUT
VOUT  VIN  VT1  VGS2  VT 2
VIN
‫אביב תשס"ב‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
83 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫מגבר ‪ - Cascode‬אות קטן‬
‫‪RD‬‬
‫‪D M2‬‬
‫‪-gmbvX ro2‬‬
‫‪-gm2vX‬‬
‫‪G‬‬
‫‪S‬‬
‫‪D‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪ro1‬‬
‫‪M1‬‬
‫‪X‬‬
‫‪gm1vIN‬‬
‫‪G‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪S‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪84‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫ אות קטן‬- Cascode ‫מגבר‬

1 
 g m 2  g mb 
rO1
rO 2 
i
V
R

aI 
 OUT  OUT D
i IN
 g m1VIN

R
1 
rO1
1  D   g m 2  g mb 
ro 2 
rO 2 
‫• הגבר זרם‬
:)CG – ‫(תזכורת מ‬
ro2
X
gm1vIN
(gmb+gm) vX
ro1
‫אביב תשס"ב‬
RD
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
85 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ אות קטן‬- Cascode ‫מגבר‬
AV 
v OUT
v IN

1 
rO1R D
g m1  g m 2  g mb 
rO 2 



R
1 
rO1
1  D   g m 2  g mb 
ro 2 
rO 2 
:‫• הגבר המתח לכן‬
ro2
X
gm1vIN
(gmb+gm) vX
ro1
‫אביב תשס"ב‬
RD
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
86 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ אות קטן‬- Cascode ‫מגבר‬

1 
rO1rO 2  g m1 g m 2  g mb rO1rO 2
A V  g m1  g m 2  g mb 
rO 2 

R D  g m 2  g mb rO1rO 2
ro2
X
gm1vIN
(gmb+gm) vX
ro1
‫אביב תשס"ב‬
RD
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
87 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫מגבר ‪ - Cascode‬אות קטן‬
‫• התנגדות יציאה (תזכורת)‪:‬‬
‫‪R out  g m 2  g mb rO1rO 2‬‬
‫‪ro2‬‬
‫‪(gmb+gm) vX‬‬
‫‪gm1vIN‬‬
‫‪ro1‬‬
‫‪RD‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪88‬‬
‫‪X‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגברים (‪ - )2‬תוכן השיעור‬
‫• מגברים המבוססים על טרנזיסטור ביפולרי‬
‫בודד‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מגבר )‪Common Emitter (CE‬‬
‫מגבר ‪Common Collector (CC) – Emitter Follower‬‬
‫מגבר )‪Common Base (CB‬‬
‫מגבר ‪ CE‬עם נגד באמיטר‬
‫• מגברים רב דרגתיים‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫מדוע צריך מגברים רבי דרגות?‬
‫מגבר מתח ע"י דרגות ‪ CS‬ו‪CD -‬‬
‫מגבר קסקדה להגבר מתח גבוה‬
‫מגבר ‪Cascode‬‬
‫מגבר ‪Folded-Cascode‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪89‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגבר ‪Folded Cascode‬‬
‫• חיבור בקסקדה של מגבר )‪ CS (M1‬ומגבר‬
‫)‪CG(M2‬‬
‫‪VDD‬‬
‫• אבל!!! ‪ M1‬ו‪ M2 -‬טרנזיסטורים מסוג שונה‬
‫‪I1‬‬
‫• דוגמא )‪ CS (NMOS‬ו‪CG (PMOS) -‬‬
‫• ניתוח אות‪-‬קטן זהה לחלוטין ל‪-‬‬
‫‪X‬‬
‫‪VB Cascode‬‬
‫• זרם אות קטן "מקופל" מה‪NMOS-‬‬
‫למטה אל טרנזיסטור ה‪PMOS -‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪90‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪M2‬‬
‫‪M1‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫ – אות גדול‬Folded Cascode ‫מגבר‬
VIN  VT1
VDD
I D1  0

 I D 2  I1
V
 OUT  I1R D
I1
VDD
X
M1
VB
M2
M1 ‫קטעון‬
RD
VIN
‫אביב תשס"ב‬
VOUT
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
91 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫ – אות גדול‬Folded Cascode ‫מגבר‬
I D1  k VIN  VT1 
2
VDD
I D 2  I1  k VIN  VT1 
2
I1

X
M1
‫רוויה‬
RD
‫אביב תשס"ב‬
2
VB
M2
VIN

VOUT  I1  k VIN  VT1  R D
VDD
VOUT
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
92 ‫ שקף‬- )2( ‫פרק שני‬
‫מגבר ‪ – Folded Cascode‬אות גדול‬
‫‪I D1  k VIN  VT1   I1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪I D2  0‬‬
‫‪I1‬‬
‫‪VOUT  0‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪X‬‬
‫‪VB‬‬
‫‪M2‬‬
‫סף רוויה‪/‬קטעון ‪M2‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪93‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫‪M1‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪VIN‬‬
‫אביב תשס"ב‬
‫מגבר ‪ – Folded Cascode‬אות גדול‬
‫‪4‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪3.5‬‬
‫‪I‬‬
‫‪D2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪I1‬‬
‫‪2.5‬‬
‫]‪ID [mA‬‬
‫‪2‬‬
‫‪X‬‬
‫‪VB‬‬
‫‪1.5‬‬
‫‪ID1‬‬
‫‪VDD‬‬
‫‪M2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪M1‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2.5‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1.5‬‬
‫]‪[V‬‬
‫פרק שני (‪ - )2‬שקף ‪94‬‬
‫‪IN‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪VOUT‬‬
‫‪RD‬‬
‫‪VIN‬‬
‫‪V‬‬
‫מעגלים אלקטרוניים לינאריים‬
‫אביב תשס"ב‬